JP2003098033A

JP2003098033A - 光学素子又は光学系の偏心量測定機及び偏心量測定方法

Info

Publication number: JP2003098033A
Application number: JP2001286775A
Authority: JP
Inventors: Masato Yasugaki; 誠人安垣
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】光学素子の単体または組合せからなる光学系の
偏心量を高い精度で求めることが可能な偏心量測定機お
よび偏心量測定方法を提供する。【解決手段】１つ以上の光学面で構成される、被検レン
ズ１０に光源又は指標１の像を投影し、被検レンズ１０
から射出される光源又は指標１の像の位置を測定し、そ
の測定値より被検レンズ１０の所望の被検面１１の偏心
量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定機におい
て、光源又は指標１と、光源又は指標１の像を投影する
投影光学系４と、被検レンズより射出される光源又は指
標１の像を結像させる結像光学系５と、結像光学系５に
より結像された光源又は指標１の像を検出する受光素子
６とを有し、光源又は指標１の投影光学系４による共役
位置と受光素子６の結像光学系５による共役位置とが５
０ｍｍ以上離れるようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子又は光学
系の偏心量測定機及び偏心量測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レンズ系の偏心量を測定する一般
的な測定方法としては、オートコリメーション方式が知
られている。このオートコリメーション方式について、
図１７を用いて説明する。図１７は一般に用いられてい
るオートコリメーション方式を用いて、レンズ面の偏心
を測定する場合の光路を示す説明図である。オートコリ
メーション方式では、図１７に示すように被測定光学素
子又は被測定光学系を構成する各レンズ面Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ
₃、Ｓ₄のうち、所望の被検面、例えば面Ｓ₁の見かけ上
の曲率中心、即ち、被測定光学素子又は被測定光学系を
構成する複数のレンズ面のうち、被検面と図示しない測
定機光学系との間に存在する、被検面とは別の面を介し
て結像される被検面（ここでは面Ｓ₁）の曲率中心の像
の位置に、指標Ｉ₁を投影し、被検面Ｓ₁による等倍の反
射像Ｉ₂をその指標の投影位置Ａと同じ位置に結像さ
せ、そのずれの有無より偏心量を測定する方法である。

【０００３】この場合、測定基準軸Ｂに関し、全てのレ
ンズ面に偏心がなければ、この基準軸Ｂ上に指標像Ｉ₁
の反射像Ｉ₂が形成されるが、もし何れかのレンズ面に
偏心が存在すれば、基準軸Ｂから該基準軸に対して垂直
な方向（図１７では、その方向のうち、紙面と平行な方
向をＸ方向、紙面に垂直な方向をＹ方向とする）に離れ
た位置に指標像Ｉ₁の反射像Ｉ₂が形成されることにな
る。この反射像Ｉ₂が基準軸Ｂから離れた距離ΔＸ及び
ΔＹ（以下、フレ量Δと示す）は、被測定光学素子又は
被測定光学系を構成する個々のレンズ面の偏心量εと関
数の関係にある。従って、被測定光学素子又は被測定光
学系を構成する各レンズ面について、見かけ上の曲率中
心位置に投影した指標像Ｉ₁に対する等倍反射像Ｉ₂のフ
レ量Δを測定すれば、そのフレ量Δを計算することによ
ってこの測定基準軸に対する各レンズ面の偏心量を求め
ることができる、というものである。

【０００４】図１８は従来の偏心量測定機における、偏
心量（測定基準軸に対する傾き）εを有する被検面１１
により生じたフレ量Δを示す説明図である。図１８の偏
心量測定機では、光源（又は指標）１からの光束を投影
レンズ２を介して、被測定光学系１０の被検面１１の測
定基準軸上の見かけ上の曲率中心の像の位置に収束（結
像）させる。ここで、光束の収束位置と被検面１１の見
かけ上の曲率中心位置とが一致する場合には、光束は被
検面１１に対し垂直に入射することになる。これに対
し、光束の収束位置と被検面１１の曲率中心位置とが一
致しない（被検面がε°偏心している）場合には、光束
は被検面１１に対し斜めに入射することになる。

【０００５】光束が被検面１１に対し垂直に入射した場
合、被検面１１で反射した光は、入射光と同じ光路を逆
行し、光源（又は指標）１と共役な位置に収束（結像）
する。これに対し、光束が被検面１１に対し斜めに入射
した場合、被検面１１で反射した光は、入射光の光路か
らずれて逆行し、上述の垂直に入射した場合における収
束位置から基準軸を垂直方向にΔずれた位置に収束（結
像）する。従って、そのフレ量Δを測定すれば、そのフ
レ量Δを計算することによって被検面１１の偏心量を求
めることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
偏心量測定機及び偏心量測定方法では、被測定光学素子
又は被測定光学系を構成する所望の被検面について測定
を行なうときに、該被検面の見かけ上の曲率中心位置の
近傍に、被測定光学素子又は被測定光学系を構成する他
のレンズ面（以下、近接面とする）の見かけ上の曲率中
心位置が存在するような場合、近接面での反射像が被検
面での反射像に接近してしまうため、両者の区別が困難
になる。

【０００７】また、被検面の見かけ上の曲率中心位置が
測定機光学系に対して、数百ｍｍ以上離れている場合に
は、測定機光学系から被測定光学素子又は被測定光学系
へ向けて射出される光束の開口比や、被検面で反射され
て測定機光学系に入射する光束の開口比が小さくなるた
め、観察する反射像が暗くなり、偏心量の測定が困難も
しくは不可能になることがある。

【０００８】また、被測定光学素子又は被測定光学系の
被検面で反射した光はそのままの状態で収差が補正され
ているわけではなく、また、被検面で反射して測定機光
学系に入射する光束が測定機光学系の開口全体に広がる
ことがあり、このような状態では収差を十分に補正する
ことが難しい。このため、観察される反射像が不明瞭に
なって反射像の位置の測定精度が悪くなり、その結果、
被測定光学素子又は被測定光学系の偏心量測定精度も悪
くなる。

【０００９】本発明は、従来技術のこのような問題点に
鑑みてなされたものであり、光学素子の単体または組合
せからなる光学系の偏心量を高い精度で求めることが可
能な偏心量測定機および偏心量測定方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による光学素子又は光学系の偏心量測定機
は、１つ以上の光学面で構成される、被測定光学素子又
は被測定光学系に光源又は指標の像を投影し、該被測定
光学素子又は被測定光学系から射出される光源又は指標
の像の位置を測定し、その測定値より前記被測定光学素
子又は被測定光学系の所望の被検面の偏心量を求める、
光学素子又は光学系の偏心量測定機において、光源又は
指標と、前記光源又は指標の像を投影する投影光学系
と、前記被測定光学素子又は被測定光学系より射出され
る光源又は指標の像を結像させる結像光学系と、前記結
像光学系により結像された前記光源又は指標の像を検出
する受光素子とを有し、前記光源又は指標の前記投影光
学系による共役位置と前記受光素子の前記結像光学系に
よる共役位置とが５０ｍｍ以上離れるようにしたことを
特徴としている。

【００１１】また、本発明による光学素子又は光学系の
偏心量測定機は、１つ以上の光学面で構成される、被測
定光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を投影
し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出される
光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より前記
被測定光学素子又は被測定光学系の所望の被検面の偏心
量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定機におい
て、光源又は指標と、前記光源又は指標の像を投影する
投影光学系と、前記被測定光学素子又は被測定光学系よ
り射出される光源又は指標の像を結像させる結像光学系
と、前記結像光学系により結像された前記光源又は指標
の像を検出する受光素子とを有し、前記光源又は指標の
前記投影光学系による共役位置と前記受光素子の前記結
像光学系による共役位置とが一致する状態と５０ｍｍ以
上離れている状態のいずれかに選択して切り替えること
ができるようにしたことを特徴としている。

【００１２】また、本発明による光学素子又は光学系の
偏心量測定方法は、１つ以上の光学面で構成される、被
測定光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を投
影し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出され
る光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より前
記被測定光学素子又は被測定光学系の所望の被検面の偏
心量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定方法に
おいて、測定基準軸と被検レンズの第１面との交点と被
検レンズより射出された反射光による像点とを結ぶ直線
が、測定基準軸となす角をフレ角、あるいは、測定基準
軸と被検レンズの第１面との交点から所定値離れた点と
被検レンズより射出された反射光による像点とを結ぶ直
線が、測定基準軸となす角をフレ角とし、前記フレ角と
各面の偏心量との関係式を被検レンズの設計値又は実測
値より計算で求め、前記フレ角の測定値と前記フレ角と
各面の偏心量との関係式より各面の偏心量を求めるよう
にしたことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】光学素子又は光学系の偏心量測定
機において、被測定光学素子又は被測定光学系である被
検レンズを測定機光学系から見た場合、図１に示すよう
に、被検面の位置Ｓ、被検面の曲率中心位置Ｃ及び被検
面の曲率半径Ｒは、被検レンズの第１面と被検面との間
に存在する面（ここではレンズＬ１）の影響（例えば、
屈折作用）を受けるため、見かけ上は、被検面の位置が
Ｓ'、被検面の曲率中心位置がＣ'、被検面の曲率半径が
Ｒ'となる。なお、見かけ上の被検面の位置Ｓ'、見かけ
上の被検面の曲率中心位置Ｃ'及び見かけ上の被検面の
曲率半径Ｒ'は、被検レンズの設計値より求めることが
出来る。

【００１４】そして、従来のオートコリメーション方式
の偏心量測定機では、実線で示すように、入射光によっ
て形成される指標又は光源の像（以下、指標像とする）
を見かけ上の被検面の曲率中心位置Ｃ'に投影して、被
検レンズに入射する。被検レンズに入射した光は、レン
ズＬ１によって屈折されて被検面の曲率中心位置Ｃに向
かって被検面に入射し、反射する。被検面で反射した光
は、一点鎖線で示すように、レンズＬ１を経て被検レン
ズより射出した後に、再び見かけ上の被検面の曲率中心
位置Ｃ'の近傍に再結像する（この再結像した像を、以
下、反射像とする）。なお、入射光が被検面の曲率中心
位置Ｃに向かって垂直に入射した場合には、再結像点
は、見かけ上の被検面の曲率中心位置Ｃ’と一致する。
そして、このように再結像した反射像は、測定機光学系
を介して観察される。

【００１５】ここで、図２に示すように、被検レンズと
測定機光学系との間隔を変化させ、被検レンズに入射す
る指標像の位置（以下、単に指標投影位置とする）を見
かけ上の被検面の曲率中心位置Ｃ'から測定基準軸方向
にτずらしたとする。これは、即ち、見かけ上の被検面
の曲率中心位置Ｃ'に向かって入射させるべき光をτず
れた点Ｃ”に向けて入射させたことと等しい。この結
果、被検面からの反射光は、見かけ上の被検面の曲率中
心位置Ｃ'からτ’ずれた点Ｃ”’に再結像する。即
ち、反射像の結像位置が、見かけ上の被検面の曲率中心
位置Ｃ'から測定基準軸の方向にτ'ずれる。本発明はこ
のずれを利用するものである。τとτ'の関係は、球面
の結像式より、次式(1) で表される。なお、ずれ量の符号であるが、本発明では
被検レンズより射出する光線の進む方向を正、その反対
方向を負とする。よって、上記の場合、τは負、τ’は
正となる。

【００１６】オートコリメーション方式の測定機光学系
は、指標投影位置と被検レンズから射出する反射光によ
って形成された反射像の位置（以下、反射像位置とす
る）とが、測定基準軸方向においてほぼ一致する場合
に、ＣＣＤ等の撮像素子又はＰＳＤ等の受光素子上に結
像するように構成されている。これに対して、本発明の
偏心量測定機では、指標投影位置と反射像位置とを、測
定基準軸方向にずらすことができるように測定機光学系
を構成している。そして、反射像位置に形成された反射
像が、最終的にＣＣＤ等の撮像素子又はＰＳＤ等の受光
素子上に結像されるようになっている。そこで、このず
れをｇとすると、上記反射像が撮像素子（受光素子）上
に結像されて測定ができるのは、上記τ、τ’、ｇが次
式(2)を満足する関係になったときである。また、式(1)，(2)より、次式(3) が導かれる。

【００１７】式(3)より、見かけ上の被検面の曲率半径
Ｒ’が異なると、見かけ上の被検面の曲率中心位置Ｃ’
から指標投影位置までの距離、すなわちずれτが異な
る。ところで、被検レンズにおける所望の被検面による
反射像の位置に対して近接面による反射像の位置が非常
に近接する場合は、ｇを変化させるのが良い。ｇを変化
させることでτが変化し、その結果、被検面への指標投
影位置が変化する。なお、このときのτの変化量はＲ’
の値に依存する。これにより、被検面を測定するときの
指標投影位置と指標又は光源を近接面に投影した場合の
指標投影位置との間隔を変えることができるので、被検
面での反射像位置と近接面での反射像位置も変化するこ
とになる。この結果、被検面による反射像と近接面によ
る反射像を分離することが可能となる。

【００１８】例えば、本発明の偏心量測定機で測定され
る被検レンズとして、下記のパラメータを持つ図３に示
すような構成のレンズの場合について説明する。なお、
下記のパラメータにおいて、ｆは被検レンズの焦点距
離、ＦはＦナンバー、ωは画角、ｒ₁、ｒ₂、…は各レン
ズ面の曲率半径、ｄ₁、ｄ₂、…は各レンズの肉厚または
空気間隔、ｎ₁、ｎ₂、…は各レンズのｄ線での屈折率、
ν₁、ν₂、…は各レンズのアッべ数である。

【００１９】このレンズをオートコリメーション方式で
測定したときの見かけ上の曲率中心位置について、第１
面を原点とし、被検レンズより射出する光線の進む方向
を正として考える。すると、第１面よりも前方（測定機
光学系側）には、レンズがないので、第１面の見かけ上
の曲率中心位置は、曲率半径にマイナスがついた値-13.
76となる。一方、第８面よりも前方には、第１面から第
７面までのレンズ面があるので、これらのレンズによっ
て投影される第８面の見かけ上の曲率中心位置は計算す
ると-13.76となる。このため、両者の反射像を区別する
ことができない。

【００２０】これに対し、第１面と第８面の見かけ上の
曲率半径を比べてみる。第１面よりも前方（測定機光学
系側）には、レンズがないので、第１面の見かけ上の曲
率半径Ｒ’は、第１面の曲率半径にマイナスがついた値
-13.76となる。一方、第８面では第８面よりも前方に
は、第１面から第７面までのレンズ面があるので、第８
面の見かけ上の曲率半径Ｒ’は計算すると-5.01にな
る。このように、第１面と第８面は、見かけ上の曲率中
心位置は同じであっても、見かけ上の曲率半径は異な
る。よって、前述したように、指標投影位置と反射像位
置との測定基準軸方向でのずれｇを変化させることによ
り、両者の反射像を区別することが可能になる。この場
合の指標投影位置のずれを、第１面をτ₁、第８面をτ₈
とし、その差をΔτとして考える。すると、式(3)よ
り、次式(4) が導かれる。そして、ｇと｜Δτ｜との関係は、図４に
示すように、｜Δτ｜は、ｇ＝０のとき極値｜Δτ｜＝
０となり、ｇ→±∞の極限のとき（5.01-13.76）／2と
なり｜Δτ｜の最大値となる。以上より、ｇ→±∞にお
いて、被検面での反射像と近接面での反射像との分離効
果が最大になることがわかる。

【００２１】つまり、被検レンズの第１面から被検面に
至り、被検面を反射面として再び被検レンズの第１面に
至る光学系に対し、前側焦点位置に指標像を結像させ
て、被検レンズの被検面からの反射像が無限遠に位置す
る場合、もしくは、無限遠に投影された指標像を被検レ
ンズに入射させ、被検レンズの第１面から被検面に至
り、被検面を反射面として再び被検レンズ第１面に至る
光学系に対し、後側焦点位置に反射像を結像させる場合
に、被検面での反射像と近接面での反射像との分離効果
が最大となる。

【００２２】被検面での反射像と近接面での反射像との
分離効果が、その最大値の半分までが実用的であるとす
ると、見かけ上の曲率中心位置が互いに近接する２つの
面の見かけ上の曲率中心をＲ₁’、Ｒ₂’としたとき、｜
Δτ｜が最大値の半分になるｇの値は、上記式(4)およ
びΔτのｇ→±∞での極限値より導出された、次式(5)
によって算出することができる。

【００２３】多くの場合、見かけ上の曲率半径の絶対値
は３０以下である。そこで、本発明の偏心量測定機で
は、式(5)より求まるｇの値を５０以上にしている。こ
れにより、被検面での反射像と近接面での反射像との分
離効果が得られる。このとき被検面における指標像に対
する反射像の横倍率βは、被検面の見かけの曲率半径を
Ｒ’として、次式(6) と表すことができる。そして、上記の被検面での反射像
と近接面の反射像との分離の効果が得られる条件と式
(3)より経験的に、が求まる。

【００２４】以上のように、１つ以上の光学面で構成さ
れる、被測定光学素子又は被測定光学系に光源又は指標
の像を投影し、該被測定光学素子又は被測定光学系から
射出される光源又は指標の像の位置を測定し、その測定
値より前記被測定光学素子又は被測定光学系の所望の被
検面の偏心量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測
定機において、被測定光学素子又は被測定光学系の所望
の被検面の測定を行う場合に、該被検面の見かけ上の曲
率中心位置の近傍に、他の面（近接面）の見かけ上の曲
率中心位置が存在することにより、近接面での反射像が
被検面での反射像に接近してしまい両者の区別が困難に
なる場合にであっても、本発明の偏心量測定機のよう
に、光源又は指標と、前記光源又は指標の像を投影する
投影光学系と、前記被測定光学素子又は被測定光学系よ
り射出される光源又は指標の像を結像させる結像光学系
と、前記結像光学系により結像された前記光源又は指標
の像を検出する受光素子とを有し、前記光源又は指標の
前記投影光学系による共役位置と前記受光素子の前記結
像光学系による共役位置とが５０ｍｍ以上離れるように
構成すれば、被検面への指標の投影位置の変化量と近接
面への指標の投影位置の変化量とが異なってくる。これ
により、被検面を測定するときの指標の投影位置と近接
面の指標の投影位置との間隔を変えることができるの
で、被検面での反射像の位置と近接面での反射像の位置
も変化させて分離することが可能となる。

【００２５】さらに、前記光源又は指標の前記投影光学
系による共役位置と、前記受光素子の前記結像光学系に
よる共役位置の、いずれか一方が無限遠点であるように
することにより、分離の効果が最大になる。また、前記
被測定光学素子又は被測定光学系へ投影される光源又は
指標の像に対する、前記被測定光学素子又は被測定光学
系から射出される光源又は指標の像の横倍率の絶対値が
３以上となる場合にも、同様の効果が得られる。

【００２６】また、本発明のように構成すれば、オート
コリメーション方式の構成に比べて、被検面で反射した
光束の光線がより集中するため、測定機光学系で発生す
る光束のけられや、収差を小さくすることができ、被検
面からの反射光を観察する場合に、その像が明るく明瞭
な像となる。

【００２７】また、光学系の一部を変更することで、オ
ートコリメーション方式と本発明の構成を選択できるよ
うにしてもよい。その場合には、被検レンズの各測定面
毎に、それぞれの方式を選ぶことができるようにすれ
ば、いずれか一方の方式では測定が困難な場合であって
も、他の方式を選択することで測定が可能となる。

【００２８】なお、オートコリメーション方式の測定結
果から各面の偏心量を求める方法については、光学技術
コンタクトVol.13 No.11 P.11『光学系の偏心測定に
ついて』に記載されている。この方法では、反射像のフ
レ量から各面の傾きを計算している。

【００２９】但し、ｇの値を無限大にした場合、特に被
検面からの反射像が無限遠に結像されるような場合に
は、前記フレ量は無限大になり従来の方法は使えない。
このことは、オートコリメーション方式において、見か
け上の曲率中心位置が無限遠になるような面を含む被検
レンズにおいても同様であった。そこで、本発明では、
フレ角より被検レンズの各面の傾きを求めるようにして
いる。被検レンズ中のｋ面で反射されて被検レンズより
射出される光線の測定基準軸とのなす角をフレ角ｗ_kと
すると、フレ角ｗ_kの各面の傾きとの関係は、ｋ面を測
定するときのｊ面の傾きε_jの寄与度を表す係数をｂ_kj
として、次式(7) が成り立つ。

【００３０】この計算式は、オートコリメーション方式
における、見かけ上の曲率中心位置が無限遠の場合はも
ちろん、見かけ上の曲率中心位置が有限であるときにも
使うことができる。見かけ上の曲率中心位置が有限であ
る場合には、フレ角は以下のように定義される。 (1)測定基準軸と被検レンズの第１面との交点と反射像
位置とを結ぶ直線が、測定基準軸となす角。又は、(2)
測定基準軸と被検レンズの第１面との交点から所定距離
離れた点（例えば、レンズの外枠）と反射像位置とを結
ぶ直線が、測定基準軸となす角。

【００３１】例えば、図５(a)に示すように、反射像位
置が被検レンズよりも後方（測定機光学系とは反対側）
にあり、被検レンズの第１面が基準になっている場合
は、測定基準軸と被検レンズの第１面との交点と反射像
位置とを結ぶ直線が、測定基準軸となす角をフレ角ｗ_k
とする。また、図５(b)に示すように、反射像位置が被
検レンズよりも前方（測定機光学系側）にあり、被検レ
ンズの第１面から所定距離離れた点（レンズの外枠）が
基準になっている場合は、測定基準軸と被検レンズの第
１面との交点から所定距離離れた点と反射像位置とを結
ぶ直線が、測定基準軸となす角をフレ角ｗ_kとする。な
お、被検レンズの各面を被測定面とすると、各面ごとに
反射像位置が被検レンズの前方に位置したり、被検レン
ズの後方に位置することが考えられる。この場合、(1)
のように測定基準軸と被検レンズの第１面の交点を基準
にするか、(2)のように測定基準軸と被検レンズの第１
面の交点から所定距離離れた点を基準にするかを各面ご
とに決めるのではなく、被検レンズの全ての面で共通と
する。すなわち(1)か(2)のどちらか一方に統一するのが
良い。

【００３２】なお、ｋ面を測定するときのｊ面の傾きε
_jの寄与度を表す係数ｂ_kjはレンズの設計値から計算で
求まる。そして、従来のオートコリメーション方式で測
定した場合、つまりｇ＝０のときには、式(7)は次式(8)
のようになる。なお、図６は式(8)の説明図である。但し、ｑ_kjは第ｊ面から第ｋ−１面までの光学系によっ
て形成された第ｋ面の曲率中心の共役像位置を第ｊ面か
ら測ったときの距離の逆数、Ｄ_jは被検レンズ第ｊ面か
ら第ｊ＋１面までの距離、Ｎ_jは第ｊ面手前の媒質の測
定光に対する屈折率である。被検レンズの各面で測定し
た指標像（撮像素子上の像）からフレ角ｗ_kが求まる。
そして、このフレ角ｗ_kと式(8)を基にした連立方程式も
しくは行列式を解くことで、各面の傾きが求まる。

【００３３】また、本発明の構成である、ｇが０以外の
ときには、次式(9)のようになる。なお、図７は式(9)の
説明図である。但し、ｓ_kjは第１面から第ｊ−１面までの光学系によっ
て形成された第ｋ面測定時の入射光収束点の共役像位置
を第ｊ面から測ったときの距離の逆数、ｓ’_kjは第１面
から第ｊ−１面までの光学系によって形成された第ｋ面
測定時の射出光収束点の共役像位置を第ｊ面から測った
ときの距離の逆数である。被検レンズの各面で測定した
指標像（撮像素子上の像）からフレ角ｗ_kが求まる。そ
して、このフレ角ｗ_kと、式(9)を基にした連立方程式も
しくは行列式を解くことで、各面の傾きが求まる。な
お、被検レンズの各面毎に、式(8)と式(9)とを切り替え
て、連立方程式又は行列式を解くことによって、各面の
傾きを求めても良い。

【００３４】以上述べた偏心量測定方法の処理手順を図
８に示す。被検レンズの各面での指標像は、結像光学系
によって撮像素子上に投影される。そこで、この撮像素
子上に形成された像の位置を測定する（ステップＳ
１）。また、このとき測定機の状態を取得する（ステッ
プＳ２）。上述のように、本発明の偏心量測定機では、
測定機光学系と被検レンズとの相対的な間隔を変えるこ
とで、指標の投影位置を変える。ここでの測定機状態と
は、測定機光学系が移動する場合の移動量や、測定機光
学系を構成する投影レンズがズームレンズである場合の
ズーム倍率であり、偏心量測定機を構成する構成要素の
測定時のパラメータを指している。そして、被検レンズ
の各面ごとに指標像を撮像素子で測定した結果及び測定
機の状態からフレ角ｗ_kを求める（ステップＳ３）。一
方、被検レンズのＲ、Ｄ、Ｎなどの光学設計値より、上
記式(7)のｋ面を測定するときのｊ面の傾きε_jの寄与度
を示す係数ｂ_kjを求める（ステップＳ４、Ｓ５）。式
(7)の係数ｂ_kjを光学設計値より求まる量で記したもの
が、式(8)又は式(9)である。求めたフレ角ｗ_kと求めた
係数ｂ_kjでもって、上記式(7)の解を求める（ステップ
Ｓ６）。この解により各面の傾き、偏心量が求まる（ス
テップＳ７）。

【００３５】また、本発明の偏心量測定方法では、リア
ルレイトレースを用いて被検レンズの各面の偏心量を求
めても良い。リアルレイトレースは、実光線追跡とも呼
ばれ、屈折および反射の法則を厳密に計算して光線の位
置、方向等を計算する方法であり、光学系の偏心量を考
慮した光線追跡が可能であり、計算機を用いた光学系の
設計、評価等に広く利用されている。

【００３６】リアルレイトレースの処理について、図９
を用いて説明する。リアルレイトレースの処理では、光
学系に入射する光線の位置ベクトルＰ₀、方向ベクトル
Ｒ₀からの光学系の第１面（最初に光線と交わる面）と
の交点Ｐ₁を求め、交点位置での面の法線ベクトルＨ₁か
ら光線の入射角θ_i1が決まる。入射側の媒質の屈折率ｎ
₀と射出側の屈折率ｎ₁より、スネルの法則を用いて射出
角θ_o1、射出光線の方向ベクトルＲ₁が求まる。第１面の
交点の位置ベクトルＰ₁、射出光線の方向ベクトルＲ₁を
第２面（次に光線と交わる面）への入射光線にして、次
の面との交点、射出光線を繰り返し求めていくものであ
る。

【００３７】リアルレイトレースによれば、光学系に入
射した光束あるいは光線が光学系の内部をどのように通
って射出されるかが計算できる。これにより、光束ある
いは光線の像点位置、光束の重心位置、光束の状態（大
きさ、形状）、光線の方向・位置、光線の状態（強度、
偏光状態）、又は、光束の広がり、ローカル近軸量（特
開平１１−２８７９４７号公報参照）等の光学系の各種
特性を算出することが可能である。

【００３８】そこで、本発明においても、より正確な偏
心量を求めるためにリアルレイトレースを用いる。上述
のように、フレ量もしくはフレ角は、被検レンズの各面
で測定した指標像から得られる。そこで、被検レンズの
各面の偏心量を変数にしてリアルレイトレースを行い、
リアルレイトレースによりフレ量もしくはフレ角を算出
する。そして、算出されたフレ量もしくはフレ角と、測
定により得られたフレ量もしくはフレ角が一致するよう
に、変数である各面の偏心量を最適化する。このような
処理を行うことにより、被検レンズの各面の偏心量をよ
り正確に求めることができる。

【００３９】さらには、本発明においては、特開平７−
１４００３８号公報に示されるような、イメージローテ
ータを備えた参照光学系を用いて、高精度に測定できる
ようにしても良い。

【００４０】

【実施例】第１実施例本発明による光学素子又は光学系の偏心量測定機及び偏
心量測定方法の第１実施例を図１０を用いて説明する。
第１実施例の偏心量測定機では、光源（又は指標）１よ
り発した光は、ハーフミラー３を透過して、投影レンズ
４によりその共役点に投影される。投影レンズ４より射
出される光線の進行方向に被検レンズ１０が配置された
場合に、被検面１１で反射した光線が、投影レンズ４に
戻り、ハーフミラー３で反射して、結像レンズ５を透過
して、撮像素子６に至るようになっている。

【００４１】ここで、光源１は、投影レンズ４によって
被検レンズ１０側に投影される。この投影位置が前述の
指標像位置になる。一方、撮像素子６も、結像レンズ５
と投影レンズ４によって被検レンズ１０側に投影される
ことになる。この位置を撮像共役位置とする。第１実施
例の偏心量測定機では、指標像位置と撮像共役位置との
間隔を５０ｍｍ以上離している。このため、被検レンズ
１０中の２つ以上の面（被検面とそれ以外の面）からの
反射像が近接する場合でも、互いの反射像の間隔を広げ
ることが可能となる。特に、撮像共役位置を無限遠にし
たとき、もしくは指標像位置を無限遠としたときにその
間隔は最大となる。

【００４２】また、被検レンズ１０中の被検面１１から
の反射光を撮像素子６上に結像させるためには、反射像
位置と撮像共役位置を一致させなければならない。その
ためには、投影レンズ４と被検面１１との間隔を可変に
構成して所定の値に設定できるようにするか、投影レン
ズ４を焦点距離可変レンズにしておけばよい。

【００４３】また、結像レンズ５を光路に挿脱可能に構
成するか、もしくは、結像レンズ５を焦点距離可変レン
ズとすることで、本実施例の偏心量測定機においても、
従来のオートコリメーション方式による測定が行える。
例えば、図１０の結像レンズ５を光路より抜き去ると、
図１８に示したオートコリメーション方式の光学系を構
成することができる。そこで、図１１〜１３に第１実施
例の変形例として、図１０の偏心量測定機と同様な方式
と従来のオートコリメーション方式とに切り替え可能な
変形例を示す。図１１の偏心量測定機では、光源（又は
指標）１より発した光は、ハーフミラー３で反射して、
投影レンズ４によりその共役点に投影される。投影レン
ズ４より射出される光線の進行方向に被検レンズ１０が
配置された場合に、被検面１１で反射した光線が、投影
レンズ４に戻り、ハーフミラー３を透過して、結像レン
ズ５を透過して、撮像素子６に至るようになっている。
そして、図１１の偏心量測定機は、結像レンズ５を光路
に挿脱可能に備えており、図１１(a)に示すように、投
影レンズ５を光路に挿入したときには、指標像位置と、
撮像共役位置との間隔を５０ｍｍ以上離すことができ
る。また、図１１(b)に示すように、結像レンズ５を光
路から外したときには、従来のオートコリメーション方
式による測定ができるようになっている。その他の作用
効果は図１０の偏心量測定機とほぼ同じである。

【００４４】図１２の偏心量測定機では、結像レンズ５
が、焦点距離の異なる２つのレンズ５１，５２をレンズ
枠に備えて構成されている。そして、図１２(a)に示す
ようにレンズ５１を光路に挿入したときには、指標像位
置と、撮像共役位置との間隔を５０ｍｍ以上離すことが
できる。また、図１２(b)に示すように、レンズ５２を
光路に挿入したときには、従来のオートコリメーション
方式による測定ができるようになっている。その他の構
成及び作用効果は図１１の偏心量測定機とほぼ同じであ
る。

【００４５】図１３の偏心量測定機では、結像レンズ５
が、２つのレンズ５３，５４を有し、レンズ５４が光軸
方向（基準軸方向）に移動可能に構成されている。そし
て、図１３(a)に示すように、レンズ５４を撮像素子６
の近くに移動させたときには、指標像位置と、撮像共役
位置との間隔を５０ｍｍ以上離すことができる。また、
図１３(b)に示すように、撮像素子６から離れた位置に
レンズ５４を移動させたときには、従来のオートコリメ
ーション方式による測定ができるようになっている。そ
の他の構成及び作用効果は図１１の偏心量測定機とほぼ
同じである。

【００４６】なお、上述したこれらの第１実施例の偏心
量測定機では、光源１と投影レンズ４との間や、結像レ
ンズ５と撮像素子６との間にはリレー光学系を設けても
よい。また、撮像素子６上の任意の位置に基準点を設定
し、撮像素子６上に形成された像の位置と基準点とのず
れが求められるようにしておく。このようにしておけ
ば、ある被検面のフレ角ｗ_kは、このずれ量と投影レン
ズ４と結像レンズ５の合成焦点距離とより求めることが
できる。

【００４７】第２実施例本発明による光学素子又は光学系の偏心量測定機及び偏
心量測定方法の第２実施例を図１４を用いて説明する。
第２実施例の偏心量測定機では、光源（又は指標）１よ
り発した光は、コリメータレンズ７によりコリメートさ
れる。よって、指標像は無限遠に投影されることにな
る。そして、コリメートされた光は第１のハーフミラー
３１で反射され、被検レンズ１０に入射する。被検レン
ズ１０中の被検面１１で反射された光線は、ハーフミラ
ー３１を透過した後に、結像レンズ５を通り、撮像素子
６に至るようになっている。

【００４８】なお、第２実施例の偏心量測定機において
も、被検レンズ１０中の被検面１１からの反射光を撮像
素子６上に結像させるために、第１実施例と同様に被検
レンズ１０と結像レンズ５との間隔を可変に構成し、結
像レンズ５を焦点距離可変レンズにしておけばよい。

【００４９】また、第２実施例の構成において、測定基
準軸を明確にするには、図１５に示すように、参照光学
系を用いて構成しても良い。ここで、参照光学系はミラ
ー８、第２のハーフミラー３２、第２の結像レンズ９、
第２の撮像素子６２を有する。即ち、図１５の参照光学
系では、光源１から出射した光線のうち一部の光線は、
第１のハーフミラー３１を透過する。第１のハーフミラ
ー３１を透過した光線はミラー８で反射され、更に第１
のハーフミラー３１で反射される。そして、結像レンズ
５を透過して、結像レンズ５と撮像素子６との間に設け
られた第２のハーフミラー３２に入射する。第２のハー
フミラー３２では光線の一部が反射され、反射された光
線は第２の結像レンズ９に入射する。そして第２の撮像
素子６２上に、光源（又は指標）１の像を形成するよう
になっている。このような構成において、測定基準軸に
ずれが生じていない状態では、第２の撮像素子の基準位
置、例えば撮像素子の中央に光源１の像が形成される。
一方、測定基準軸にずれが生じた場合、第２の撮像素子
に形成される光源１の像は、基準位置からずれた位置に
形成される。このように、本実施例では、第２の撮像素
子に形成される光源１の像位置から測定基準軸のずれを
検出することができる。以上述べたように、本実施例で
は、被検レンズ１０と結像レンズ５との間隔を変化させ
た場合や、結像レンズ５の焦点距離を変化させた場合
に、測定基準軸のずれを検出することができる。

【００５０】また、図１４の偏心量測定機の変形例とし
て図１６に示すように、イメージローテータを備えた参
照光学系を用いて構成してもよい。図１６の偏心量測定
機では、光源（又は指標）１からの光は、第１のハーフ
ミラー３１を透過して、投影レンズ４により所定の位置
に集光されて指標像を形成する。集光した光は被検レン
ズ１０に入射し、被検面１１で反射される。この反射光
は、第２のハーフミラー３２を経て、投影レンズ４に戻
る。そして、第１のハーフミラー３１で反射され、結像
レンズ５を透過して撮像素子６に至る。

【００５１】また、参照光学系では、光源１からの光
は、第１のハーフミラー３１、投影レンズを透過し、第
２のハーフミラー３２で反射される。第２のハーフミラ
ー３２で反射した光線は、イメージローテータ７２、コ
リメータレンズ７１を経て、ミラー８に入射する。ミラ
ー８で反射した光は、コリメータレンズ７１、イメージ
ローテータ７２を経て、第２のハーフミラー３２で反射
される。更に、第２のハーフミラー３２で反射された光
は、投影レンズ４を経て、第１のハーフミラー３１で反
射される。そして、結像レンズ５を介して撮像素子６上
に光源１の像を形成する。ここで、投影レンズ４を焦点
距離可変レンズにすると、被検面による反射像位置とミ
ラー８による反射像位置を一致させるために、コリメー
タレンズ７１もしくはミラー８を光軸方向に移動させる
か、コリメータレンズ７１を焦点距離可変レンズにする
必要がある。このとき前述のように、測定基準軸にずれ
が生じると、ミラー８からの反射光による像は、基準位
置からずれた位置に形成される。そのため、イメージロ
ーテータを回転させると、この像は基準位置を中心に回
転する。このようにして、回転中心を検出することによ
り基準位置を正確に求めることができる。なお、第２実
施例の偏心量測定機のその他の作用効果は第１実施例と
ほぼ同じである。

【００５２】以上説明したように、本発明の光学素子又
は光学系の偏心量測定機及び偏心量測定方法は、特許請
求の範囲に記載された発明の他に、次に示すような特徴
も備えている。

【００５３】（１）前記光源又は指標の前記投影光学系
による共役位置と、前記受光素子の前記結像光学系によ
る共役位置の、いずれか一方が無限遠点であることを特
徴とする請求項１に記載の光学素子又は光学系の偏心量
測定機。

【００５４】（２）前記投影光学系の少なくとも一部が
前記結像光学系の少なくとも一部を兼ねていることを特
徴とする請求項１又は上記（１）に記載の光学素子又は
光学系の偏心量測定機。

【００５５】（３）前記光源又は指標の前記投影光学系
による共役位置と前記受光素子の前記結像光学系による
共役位置とが、一致する状態及び５０ｍｍ以上離れてい
る状態のとき、前記光源又は指標の前記投影光学系によ
る共役位置と前記受光素子の前記結像光学系による共役
位置のいずれか一方が無限遠点であることを特徴とする
請求項２に記載の光学素子又は光学系の偏心量測定機。

【００５６】（４）前記投影光学系の少なくとも一部が
前記結像光学系の少なくとも一部を兼ねていることを特
徴とする請求項２又は上記（３）に記載の光学素子又は
光学系の偏心量測定機。

【００５７】（５）前記光源又は指標と、前記光源又は
指標を投影する投影光学系と、前記被測定光学素子又は
被測定光学系より射出される光源又は指標の像を結像さ
せる結像光学系と、前記結像光学系により結像された光
源又は指標の像を検出する受光素子とを有し、前記光源
又は指標の前記投影光学系による共役位置と前記受光素
子の前記結像光学系による共役位置とが、一致する状態
と５０ｍｍ以上離れている状態とを選択する機能を、少
なくとも１つの光学系を光路に挿脱することで実現する
ようにした請求項２、上記（３）、（４）のいずれかに
記載の光学素子又は光学系の偏心量測定機。

【００５８】（６）前記光源又は指標と、前記光源又は
指標を投影する投影光学系と、前記被測定光学素子又は
被測定光学系より射出される光源又は指標の像を結像さ
せる結像光学系と、前記結像光学系により結像された光
源又は指標の像を検出する受光素子とを有し、前記光源
又は指標の前記投影光学系による共役位置と前記受光素
子の前記結像光学系による共役位置とが、一致する状態
と５０ｍｍ以上離れている状態とを選択する機能を、２
つの光学系のうち、少なくとも１つを光路に挿脱するこ
とで実現するようにした請求項２、上記（３）、（４）
のいずれかに記載の光学素子又は光学系の偏心量測定
機。

【００５９】（７）前記光源又は指標と、前記光源又は
指標を投影する投影光学系と、前記被測定光学素子又は
被測定光学系より射出される光源又は指標の像を結像さ
せる結像光学系と、前記結像光学系により結像された光
源又は指標の像を検出する受光素子とを有し、前記光源
又は指標の前記投影光学系による共役位置と前記受光素
子の前記結像光学系による共役位置とが、一致する状態
と５０ｍｍ以上離れている状態とを選択する機能を、少
なくとも１つの光学系を光軸方向に移動することで実現
するようにした請求項２、上記（３）、（４）のいずれ
かに記載の光学素子又は光学系の偏心量測定機。

【００６０】（８）１つ以上の光学面で構成される、被
測定光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を投
影し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出され
る光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より前
記被測定光学素子又は被測定光学系の所望の面の偏心量
を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定機におい
て、少なくとも１つの被検面の測定時において、光源又
は指標と、前記光源又は指標の像を投影する投影光学系
と、前記被測定光学素子又は被測定光学系より射出され
る光源又は指標の像を結像させる結像光学系と、前記結
像光学系により結像された前記光源又は指標の像を検出
する受光素子とを有し、前記光源又は指標の前記投影光
学系による共役位置と前記受光素子の前記結像光学系に
よる共役位置とが、５０ｍｍ以上離れていることを特徴
とする請求項１、２、上記（１）〜（７）のいずれかに
記載の光学素子又は光学系の偏心量測定機。

【００６１】（９）１つ以上の光学面で構成される、被
測定光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を投
影し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出され
る光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より前
記被測定光学素子又は被測定光学系の所望の面の偏心量
を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定機におい
て、光源又は指標と、前記光源又は指標の像を投影する
投影光学系と、前記被測定光学素子又は被測定光学系よ
り射出される光源又は指標の像を結像させる結像光学系
と、前記結像光学系により結像された前記光源又は指標
の像を検出する受光素子とを有し、前記被測定光学素子
又は被測定光学系へ投影される光源又は指標の像に対す
る、前記被測定光学素子又は被測定光学系から射出され
る光源又は指標の像の横倍率の絶対値が３以上となるこ
とを特徴とする光学素子又は光学系の偏心量測定機。

【００６２】（１０）前記被測定光学素子又は光学系へ
投影される光源又は指標の像に対する、前記被測定光学
素子又は被測定光学系から射出される光源又は指標の像
の横倍率の絶対値が３以上となる状態と、１となる状態
とを選択できるようにしたことを特徴とする上記（９）
に記載の光学素子又は光学系の偏心量測定機。

【００６３】（１１）前記被測定光学素子又は光学系へ
投影される光源又は指標の像に対する、前記被測定光学
素子又は被測定光学系から射出される光源又は指標の像
の横倍率の絶対値が３以上となる状態のとき、横倍率が
無限大であることを特徴とする上記（９）又は（１０）
に記載の光学素子又は光学系の偏心量測定機。

【００６４】（１２）１つ以上の光学面で構成される、
被測定光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を
投影し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出さ
れる光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より
前記被測定光学素子又は被測定光学系の所望の面の偏心
量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定機におい
て、少なくとも一つの被検面の測定時において、光源又
は指標と、前記光源又は指標の像を投影する投影光学系
と、前記被測定光学素子又は被測定光学系より射出され
る光源又は指標の像を結像させる結像光学系と、前記結
像光学系により結像された前記光源又は指標の像を検出
する受光素子とを有し、前記被測定光学素子又は被測定
光学系へ投影される光源又は指標の像に対する、前記被
測定光学素子又は被測定光学系から射出される光源又は
指標の像の横倍率の絶対値が３以上となることを特徴と
する上記（９）〜（１１）のいずれかに記載の光学素子
又は光学系の偏心量測定機。

【００６５】（１３）１つ以上の光学面で構成される、
被測定光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を
投影し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出さ
れる光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より
前記被測定光学素子又は被測定光学系の所望の面の偏心
量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定機におい
て、各面を測定する状態での測定機の変化を検出するた
めの参照光学系を設けたことを特徴とする請求項１、
２、上記（１）〜（１２）のいずれかに記載の光学素子
又は光学系の偏心量測定機。

【００６６】（１４）リアルレイトレースを用いて被測
定面の偏心量を解析することを特徴とする請求項１、
２、上記（１）〜（１３）のいずれかに記載の光学素子
又は光学系の偏心量測定機。

【００６７】（１５）１つ以上の光学面で構成される、
被測定光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を
投影し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出さ
れる光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より
前記被測定光学素子又は被測定光学系の所望の面の偏心
量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定方法にお
いて、被検レンズの第１面と測定基準軸との交点若しく
は被検レンズの第１面と測定基準軸との交点から所定値
だけ離れた点と、被検レンズに入射した光源又は指標の
像が該被検レンズの被検面で反射されて被検レンズの第
１面から射出した光源又は指標の像を結ぶ直線と、測定
基準軸とのなす角をフレ角とし、前記フレ角と各面の偏
心量との関係式を被検レンズの設計値若しくは実測値よ
り計算で求め、前記フレ角の測定値と前記フレ角と各面
の偏心量との関係式より、連立方程式又は行列式により
各面の偏心量を求めるようにしたことを特徴とする、請
求項１、２、上記（１）〜（１２）のいずれかに記載の
偏心量測定機を用いた光学素子又は光学系の偏心量測定
方法。

【００６８】（１６）前記連立方程式又は行列式が、次
式又は、次式より得られることを特徴とする上記（１５）に記載の光
学素子又は光学系の偏心量測定方法。ただし、ｗ_kは第
ｋ面測定時の被検レンズからの射出光収束点と、第１面
と測定基準軸の交点とを結ぶ直線の測定基準軸とのなす
角、Ｄ_jは被検レンズ第ｊ面から第ｊ＋１面までの距
離、Ｎ_jは第ｊ面手前の媒質の測定光に対する屈折率、
ｓ_kjは第ｋ面測定時の入射光収束点の第１面から第ｊ−
１面までの光学系による共役位置のｊ面からの距離の逆
数、ｓ’_kjは第ｋ面測定時の射出光収束点の第１面から
第ｊ−１面までの光学系による共役位置のｊ面からの距
離の逆数、ｑ_kjは第ｋ面の曲率中心の第ｊ面から第ｋ−
１面までの光学系による共役位置の第ｊ面からの距離の
逆数である。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、光学素子の単体または
組合せからなる光学系の偏心量を高い精度で求めること
が可能な偏心量測定機および偏心量測定方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】被測定光学素子又は被測定光学系である被検レ
ンズの見かけ上の被検面の位置、曲率中心位置及び曲率
半径を示す説明図である。

【図２】被検レンズに入射させる指標又は光源の投影像
の位置を見かけ上の被検面の曲率中心位置Ｃ'から測定
基準軸の方向に沿ってτずらしたときの状態説明図であ
る。

【図３】本発明の偏心量測定機の測定対象となる被検レ
ンズの一例を示す光軸に沿う断面図である。

【図４】図３の被検レンズにおける、被検レンズへ入射
する指標又は光源の像の投影位置と被検レンズから射出
する反射像の位置との測定基準軸方向でのずれｇと、ｇ
を変化させた場合の指標又は光源の投影位置のずれの差
の絶対値｜Δτ｜との関係を示す説明図である。

【図５】本発明で定義するフレ角を示す説明図であり、
(a)は反射光の像点が被検レンズよりも後方（測定機光
学系とは反対側）にあり、被検レンズの第１面が基準に
なっている場合のフレ角、(b)は反射光の像点が被検レ
ンズよりも前方（測定機光学系側）にあり、被検レンズ
の第１面から所定距離離れた点（レンズの外枠面が基
準）になっている場合のフレ角を示している。

【図６】本発明において用いる式(8)の説明図である。

【図７】本発明において用いる式(9)の説明図である。

【図８】本発明の偏心量測定方法の処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図９】本発明の偏心量測定に用いるリアルレイトレー
スの原理説明図である。

【図１０】本発明による光学素子又は光学系の偏心量測
定機の第１実施例を示す概略構成図である。

【図１１】第１実施例の偏心量測定機の一変形例を示す
概略構成図である。

【図１２】第１実施例の偏心量測定機の他の変形例を示
す概略構成図である。

【図１３】第１実施例の偏心量測定機のさらに他の変形
例を示す概略構成図である。

【図１４】本発明による光学素子又は光学系の偏心量測
定機及び偏心量測定方法の第２実施例を示す概略構成図
である。

【図１５】第２実施例の偏心量測定機の一変形例を示す
概略構成図である。

【図１６】第２実施例の偏心量測定機の他の変形例を示
す概略構成図である。

【図１７】オートコリメーション方式によりレンズ面の
偏心を測定する場合の光路を示す説明図である。

【図１８】従来の偏心量測定機における、偏心量（測定
基準軸に対する傾き）εを有する被検面１１により生じ
たフレ量Δを示す説明図である。

【符号の説明】

１光源又は指標２、４投影レンズ３ハーフミラー３１第１のハーフミラー３２第２のハーフミラー５結像レンズ５１、５２、５３、５４レンズ６撮像素子７，７１コリメータレンズ８ミラー９第２の結像レンズ１０被検レンズ１１被検面６２第２の撮像素子７２イメージローテータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１つ以上の光学面で構成される、被測定
光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を投影
し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出される
光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より前記
被測定光学素子又は被測定光学系の所望の被検面の偏心
量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定機におい
て、光源又は指標と、前記光源又は指標の像を投影する投影光学系と、前記被測定光学素子又は被測定光学系より射出される光
源又は指標の像を結像させる結像光学系と、前記結像光学系により結像された前記光源又は指標の像
を検出する受光素子とを有し、前記光源又は指標の前記投影光学系による共役位置と前
記受光素子の前記結像光学系による共役位置とが５０ｍ
ｍ以上離れるようにしたことを特徴とする光学素子又は
光学系の偏心量測定機。
【請求項２】１つ以上の光学面で構成される、被測定
光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を投影
し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出される
光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より前記
被測定光学素子又は被測定光学系の所望の被検面の偏心
量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定機におい
て、光源又は指標と、前記光源又は指標の像を投影する投影光学系と、前記被測定光学素子又は被測定光学系より射出される光
源又は指標の像を結像させる結像光学系と、前記結像光学系により結像された前記光源又は指標の像
を検出する受光素子とを有し、前記光源又は指標の前記投影光学系による共役位置と前
記受光素子の前記結像光学系による共役位置とが一致す
る状態と５０ｍｍ以上離れている状態のいずれかに選択
して切り替えることができるようにしたことを特徴とす
る光学素子又は光学系の偏心量測定機。
【請求項３】１つ以上の光学面で構成される、被測定
光学素子又は被測定光学系に光源又は指標の像を投影
し、該被測定光学素子又は被測定光学系から射出される
光源又は指標の像の位置を測定し、その測定値より前記
被測定光学素子又は被測定光学系の所望の被検面の偏心
量を求める、光学素子又は光学系の偏心量測定方法にお
いて、測定基準軸と被検レンズの第１面との交点と被検レンズ
より射出された反射光による像点とを結ぶ直線が、測定
基準軸となす角をフレ角、あるいは、測定基準軸と被検
レンズの第１面との交点から所定距離離れた点と被検レ
ンズより射出された反射光による像点とを結ぶ直線が、
測定基準軸となす角をフレ角とし、前記フレ角と各面の
偏心量との関係式を被検レンズの設計値又は実測値より
計算で求め、前記フレ角の測定値と前記フレ角と各面の
偏心量との関係式より各面の偏心量を求めるようにした
ことを特徴とする光学素子又は光学系の偏心量測定方
法。